一种矿用高分子加固材料、加注设备及加固方法与流程

文档序号:12453522阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种矿用高分子加固材料,其特征在于,包括A组份和B组份,其中A组份按质量百分比含量包括如下原料成分:聚醚多元醇75-85%、阻燃剂12-20%、催化剂2-3.5%、有机锡0.1-0.8%、异辛酸钾0.2-1%和硅油0.5-1%;其中B组份按质量百分比含量包括如下原料成分:异氰酸酯85-92%和阻燃剂8-15%;同时A组份和B组份按照体积比1:1混合反应形成加固浆液。

2.根据权利要求1所述的矿用高分子加固材料,其特征在于,其中A组份按质量百分比含量包括如下原料成分:聚醚多元醇80%、阻燃剂16%、催化剂2.2%、有机锡0.5%、异辛酸钾0.6%和硅油0.7%;其中B组份按质量百分比含量包括如下原料成分:异氰酸酯90%和阻燃剂10%。

3.根据权利要求1或2所述的矿用高分子加固材料,其特征在于,其中A组份中的所述聚醚多元醇采用MN-500型聚醚多元醇,所述催化剂采用邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯,所述硅油采用CGYM-1型硅油。

4.根据权利要求3所述的矿用高分子加固材料,其特征在于,A组份和B组份中的阻燃剂为磷酸三(2-氯丙基)酯。

5.根据权利要求3所述的矿用高分子加固材料,其特征在于,A组份和B组份中的阻燃剂由质量百分比含量为65%-70%的熔融指数处于11-15g/10min的聚丙烯、质量百分比含量为5%-8%的熔融指数在1.8-2.0g/10min的聚乙烯、质量百分比含量为15%-20%的选自粉末状滑石、高岭石、绢云母、二氧化硅以及硅藻土中的至少一种无机填料和质量百分比含量为5%-8%的选自十溴二苯基醚、十二氯十二氢二甲桥苯唑环辛烯或其混合物的有机阻燃卤化物混合制得。

6.根据权利要求1-5任一项所述的矿用高分子加固材料,其特征在于,其中A组份的浆液密度为1.010~1.040 g/cm3,A组份的初始粘度为130~260mPa·s,B组份的浆液密度为1.220~1.240 g/cm3,B组份的初始粘度为240~359mPa·s,A组份和B组份混合的最高反应温度小于140℃,A组份和B组份的反应时间小于120秒,A组份和B组份混合反应形成的加固浆液的抗压强度大于40MPa、抗拉强度大于15MPa、抗剪强度大于15MPa、粘结强度大于3.0Mpa。

7.一种专用于权利要求1-6任一项所述矿用高分子加固材料的加注设备,其特征在于,包括一台双组份化学注浆泵和一支双液注射混合枪,所述双组份化学注浆泵将A组份和B组份按照预定的混合比例泵送注入至所述双液注射混合枪内,所述双液注射混合枪实现A组份和B组份的混合反应,并将混合反应后得到的加固浆液加注到目的位置。

8.根据权利要求7所述的加注设备,其特征在于,所述双组份化学注浆泵包括第一料筒(1)、第二料筒(2)、第一吸料软管(3)、第二吸料软管(4)、多功能气泵(5)、第一流量控制器(6)、第二流量控制器(7)、第一排料软管(8)和第二排料软管(9),所述第一料筒(1)用于存放所述A组份,所述第二料筒(2)用于存放所述B组份,所述第一吸料软管(3)连接于第一料筒(1)和多功能气泵(5)之间,所述第二吸料软管(4)连接于第二料筒(2)和多功能气泵(5)之间,所述第一排料软管(8)和第二排料软管(9)连接于所述多功能气泵(5),在所述第一排料软管(8)上设置有所述第一流量控制器(6),在所述第二排料软管(9)上设置有所述第二流量控制器(7),所述多功能气泵(5)通过第一吸料软管(3)将第一料筒(1)中的A组份抽吸到第一排料软管(8)中,通过第一流量控制器(6)控制抽吸到第一排料软管(8)中的A组份的体积流量,所述多功能气泵(5)通过第二吸料软管(4)将第二料筒(2)中的B组份抽吸到第二排料软管(9)中,通过第二流量控制器(7)控制抽吸到第二排料软管(9)中的B组份的体积流量;所述双液注射混合枪包括第一注射管路(10)、第二注射管路(13)和混合注射管路(16),所述第一注射管路(10)和第二注射管路(13)的出料端共同连通于所述混合注射管路(16),所述双液注射混合枪整体形成为“Y”形结构,所述第一注射管路(10)和第二注射管路(13)上均设置有阀门,所述第一排料软管(8)的出料口连接于所述第一注射管路(10)的进料口,所述第二排料软管(9)的出料口连接于所述第二注射管路(13)的进料口,注入至所述第一注射管路(10)中的A组份和注入至第二注射管路(13)中的B组份在混合注射管路(16)中进行均匀混合反应生成加固浆液,并经混合注射管路(16)将加固浆液加注到目的位置。

9.一种加固方法,其特征在于,使用权利要求7或8所述的加注设备将权利要求1-6任一项所述的矿用高分子加固材料加注至煤层、岩层或煤岩层裂隙中。

10.根据权利要求9所述的加固方法,其特征在于,具体包括以下步骤:

步骤一、进行孔位设计,确定包括注浆孔位、注浆孔深、注浆孔径、封孔深度在内的设计参数;

步骤二、根据步骤一确定的孔位参数,进行钻孔;

步骤三、选择一个钻孔插入注射管和注射花管,并按照封孔深度安装封孔器,所述注射花管连接于注射管前端;

步骤四、安装供风管路和权利要求7或8所述的加注设备,先进行加注设备中双组份化学注浆泵和双液注射混合枪的安装连接,然后将双液注射混合枪中的混合注射管路的出料口连接于步骤三中设置的注射管的进料口,最后进行管路压降测试;

步骤五、启动加注设备开始注浆,将加固浆液注入煤层、岩层或煤岩层内部;

步骤六、达到停注要求后停止注浆;

步骤七、选择另一个钻孔重复执行步骤三至步骤六,进行换孔注浆;

步骤八、待所有孔位注浆完成后,清洗所有设备。

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